11-12年高层建筑结构答案修改1

A / B卷 广州大学 2011－2012 学年第 1 学期考试卷

课程 高层建筑结构 考试形式（开卷/闭卷，考试/考查）

土木工程学院 建筑工程 系 土木 专业 2008级 班级 学号 姓名_ 题次 分数 评分

一 10 二 30 三 60 四 五 六 七 八 九 十 总分 100 评卷人 一、概念选择题（均为单选题，答案请填写在答题卡上，每小题1分，总共10分）

概念选择题答题卡

题号 答案 1、轴压比的目的是保证框架柱具有一定（ C）。

（A）强度 （B）承载力 （C）延性 （D）刚度

2、双肢墙计算中，在相同Mp作用下，整体系数增大，则连梁刚度、墙肢轴力和墙肢弯矩变化规律（D ）。

剪跨比指的是构件截面弯矩（A）增大；减小；减小 （B）增大；增大；增大 与剪力和有效高度乘积的比值。在其它因素相同时，剪跨（C）减小；增大；减小 （D）增大；增大；减小 比越大，抗剪能力越小。当剪跨比大于3时，抗剪能力基本3、下列说法正确的有：（ ）

不再变化。 （A）柱剪跨比越小，其延性越差 （B）柱轴压比增大，其承载力降低 （C）柱纵向受拉钢筋越小，延性越好 （D）柱箍筋加密，延性有所降低 4、下列说法正确的有：（ A ）

（A）考虑砌体填充墙的刚度影响，地震作用计算偏于安全

1

1 C 2 D 3 A 4 A 5 C 6 C 7 C 8 B 9 B 10 A （B）连梁跨小而梁高，在往复的约束弯矩作用下易产生较大弯曲变形 （C）在剪力墙截面配筋计算时，为了计算方便，假定分布钢筋不参与受力 （D）整体小开口剪力墙，墙肢在大部分楼层有反弯点 5、框架剪力墙结构中以（ C ）为依据设置剪力墙数量。

（A）框架的抗侧刚度 （B）剪力墙的等效抗弯刚度 （C）结构侧移 （D）刚度特征值 6、下列说法正确的有：（

C）

（A）只要柱截面尺寸大于梁截面尺寸，即为强柱弱梁 （B）竖向及水平荷载下产生的梁端弯矩，均可进行调幅 （C）剪力墙的轴压比限值比柱轴压比限值的要求严格 （D）框架剪力墙结构中，框架顶点剪力为零 7、抗推刚度Cf的物理意义是：（ A）

（A）产生单位位移需要施加的推力 （B）产生单位转角需要施加的弯矩 （C）产生单位转角需要施加的推力 （D）产生单位位移需要施加的弯矩 8、高层建筑中刚重比的目的是保证建筑物不发生（ B ）

（A）整体扭转 （B）整体失稳 （C）过大弯曲变形 （D）过大剪切变形 9、框架－剪力墙结构计算时，刚度特征值的大小对结构的影响规律正确的是（B ）。 （A）刚度特征值愈大，结构越趋向于弯曲型变形 （B）刚度特征值愈大，结构越趋向于剪切型变形

（C）刚度特征值反映了框架抗侧刚度与剪力墙抗弯刚度的比值 （D）刚度特征值愈小，框架承受的外荷载越大 10、减小筒体结构剪力滞后效应的措施正确的是（ A ）。

( A ) 密柱深梁 ( B ) 长宽比宜大于2 ( C ) 高宽比宜小于3 ( D) 增大柱刚度

二、简答题（共计30分）

2

1、画出如图1所示荷载作用下框架结构的弯矩图（只画形状，不必标大小）。（5分）

图1

2、对于高层建筑结构，为什么侧移成为主要控制指标？（5分）

答：过大的侧移使人有一种不安全感、不舒适感

过大的侧移会使隔墙、围护结构以及装修损坏，使电梯轨道变形

高楼重心位置较高，过大侧移使结构因P－△效应而产生较大的附加应力，甚至导致恶性循环直至倒塌

3、影响框架柱延性耗能的两个主要因素是什么？简述他们对框架柱的延性影响作用。（5分）

答：剪跨比、轴压比

轴压比cNMVH0/2H0与剪跨比 fcAcVhcVhc2hc3

轴压比的大小，与柱的破坏形态和变形能力是密切相关的。随着轴压比不同，柱将产生两种破坏形态：受拉钢筋首先屈服的大偏心受压破坏和破坏时受拉钢筋并不屈服的小偏心受压破坏。而且，轴压比是影响柱的延性的重要因素之一，柱的变形能力随轴压比增大而急剧降低，尤其在高轴压比下，增加箍筋对改善柱变形能力的作用并不明显。所以，抗震设计中应柱的轴压比不能太大，其实质就是希望框架柱在地震作用下，仍能实现大偏心受压下的弯曲破坏，使柱具有延性性质。

剪跨比>2长柱，发生弯曲破坏; 剪跨比<=2短柱，发生剪切破坏; 剪跨比<1.5极短柱，发生剪切斜拉破坏

4、框架－剪力墙结构中，框架部分承担的地震剪力满足： Vf0.2V0不满足上式要求的楼层，其层框架总剪力应按 0.2 V0和 1.5 Vf,max (最大剪力)二者的较小值采用，请解释为什么？（5分）

答：多道抗震防线，作为第二道抗震防线，结构进入塑性时，保证框架部分要求具有足够强度和刚度； 弹性计算时，框架分配的剪力很小，考虑楼板的可能变形，实际框架剪力会比计算的大，当地震作用下剪力墙会出现塑性变形而刚度降低，内力重新分配，使框架内力比仅考虑弹性分析时要大。

5、画出框架—剪力墙结构的两种计算简图，并说明它们的区别（5分） 框架－剪力墙结构的计算简图可分为两类——铰结体系与刚结体系

通过楼板联系——简化为铰结连梁，形成铰结体系

通过楼板和连梁联系——简化为刚结连梁，形成刚结体系

4

6、简述在进行剪力墙设计时，如何实现延性剪力墙？（5分） 答：（1）强墙弱梁——尽量使连梁出现塑性铰

（2）强剪弱梁——使构件在形成塑性铰前，不出现剪切破坏 （3）墙肢的轴压比和墙肢设置边缘构件 （4）强锚固、加强重点部位

三、计算选择题（选择答案，在答题卡填写选择答案，并写出计算过程或理由。共

计60分，选对答案给1分，计算过程分步给分）

计算选择题答题卡

题号 答案

本部分内容中可能用到的材料性能参数：

C30混凝土：fc=14.3N/mm2；ft=1.43N/mm2；E=3×104N/mm2 ，G=0.42E

题(一)： 如图2所示某四层框架结构，混凝土强度等级为C30；梁截面尺寸为200×500mm，柱截面尺寸为500×500mm，水平荷载见图2，计算结果精确到小数点后两位(弹性模量取E，长度以mm为单位）。（共40分）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5

40kNACE60kNBDF80kN100kNG 50006000H 6000400040004000 图2 计算选择题（一）图 问题：

1、竖向荷载作用下，假设梁AC两端弯矩MA和Mc分别为-20kN.m、-70kN.m，（梁下侧受拉为正）梁AC上面承受均布荷载，荷载值为15kN/m，图1框架结构柱AB的轴力（受压为正）最接近 c 。（5分）

(a) 42.5kN (b) 41.0kN (c) 38.0kN (d)45kN

6VAc701562/2200 VACNAB36.7kN

2、柱AB的线刚度最接近 b (弹性模量取E)。（5分） (a) 3.510E (b) 13×105E (c) 910E (d) 7.810E

555iAB5005003E13 8.68105E 12600012×4000

6

3、假设iACiBD7.63*1010,iAB3.79*1010（单位N.mm），则柱AB的侧移刚度D最接近 b 。（5分）

(a)12554.4N/mm (b) 14270.5N/mm (c) 19945.3N/mm (d) 17055N/mm

底层柱 kk i1i2 ic 0.5k 2k其他柱 ki1i2i3i4 2ick 2kkiACiBD7.637.632.013 2ic23.79k2.0130.502 k＋222.013＝12ic123.791010D20.50214269.35N/mm

2h4000

4、假设柱AB、CD、EF线刚度为i，梁AC、CE、BD、DF线刚度为4i，柱AB、EF抗

上侧刚度为D，柱CD刚度为1.2D，顶层框架柱AB上端弯矩MAB最接近 a 。（5分）

(a) 25.2kN.m (b) 40.8kN.m (c)15.8kN.m (d)27.2kN.m

d＝3.2D

VAB=40*(D/3.2D)=0.3125*40=12.5kN

上=0.5*4*12.5=25kN.m MAB

5、同问题4，假设柱AB、CD剪力分别为160kN、180kN，柱AB的轴力最接近 b 。（5分）

(a) 68.9kN (b)83.0kN (c)88.7kN (d) 37.8kN

7

同问题4，

上左=0.50*4*160=320kN.m MAC=320kN.m MAB

iAC/（iAC+iCE） 左梁0.5 右梁0.5

右＝0.5*180*0.5*4＝180kN.m MACVAC＝（320＋180）/6=83.3kN NAB=83.3kN

6、同问题4，设D＝15877N/mm，框架顶层的层间侧移最接近 c 。（5分）

(a) 1.3mm (b) 0.47mm (c) 0.7mm (d)0.59mm

401030.787mm

(111.2)158777、假设柱AB的轴力设计值为2000kN，则柱AB的轴压比最接近 d 。（5分） (a) 0.50 (b) 0.78 (c) 0.60 (d)0.56

20001030.559mm14.3500500VGH1.5*

MGH1.5*425.87638.805kN.m348.28638.805329.03kN

4.58、如图2假设底层中柱（柱GH）上、下端弯矩设计值分别为348.28kN.m、425.87kN.m，

tb柱GH剪力设计值（Vvc(MC柱的调整系数均取值1.5）数值最接近 d 。MC)/Hn，

（5分）

(a)228.9kN (b) 200.3 kN (c)300.4kN (d) 330.9kN

8

题(二)：如图3所示某剪力墙结构，12层，已知墙厚0.2m，混凝土C25，E=2.8×104N/mm2 ，G=0.42E ，承受水平倒三角形荷载，qmax30kN/m。计算不考虑剪切效应的影响 (精确到小数点后3位)。(共20分) 30kN/m121234312X3=36m 图3计算选择题（二）图（单位：m）

问题：

9、结构底部内力M0最接近 a 。（5分）

(a)12960 (b) 25920 (c)19440 (d)4860

11M0ql23036212960kN.m

33

02310、请问连梁的刚度（DIb，不考虑剪切效应影响）最接近 a 。（5分） c/ab 9

(a)0.018 (b) 0.10 (c)0.036 (d)0.07 解：几何参数

计算跨度：ai21/42.25m

Ib0.2*13/120.017m4

DIbc2/ai30.017*3.52/2.2530.0183

11、请问剪力墙的惯性矩最接近 b 。（5分）

(a)25.m4 (b) 15.16m4 (c) 14.43m4 (d)17.26m4 解：

墙： I1I2＝10.2330.45m4 12II1I22Ay2＝2*0.452*3*0.2*3.5*3.515.6m4

12、同题9，假设Di0.06，I24.5m，Ii0.735m4(i1,2)该剪力墙为 c 。（5分）（H46ThIiDi，In/IZ）

(a)整体墙 (b) 联肢墙 (c)整体小开口墙 (d)壁式框架 解：T(I2*Ii)/I(24.52*0.735)/24.50.94

H6ThIiDi＝36*6*0.06=10.61>10

0.94*3*2*0.735故剪力墙为整体小开口墙。

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